模块化换电站的装配方法与流程

模块化换电站的装配方法
1.本技术是申请日为2019年12月26日、申请号为201911368099x、发明创造名称为“模块化换电站的装配方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及电动汽车的换电设备领域，特别涉及一种模块化换电站的装配方法。


背景技术：

3.目前集装箱式换电站是一种最常使用的换电站形式，集装箱式换电站无需土建施工，因此用地审批比传统建筑式换电站的用地审批容易，建站周期较短。但集装箱箱体为非标定制，无法通过自动化生产线生产，需要依靠人工来制作，因此对技术人员的技能要求很高，人工制作箱体会产生箱体的制造周期和质量不稳定的情况，容易出现制造周期加长以及质量不达标的问题。而且随着环保要求的提高，特别是对集装箱箱体表面上的油漆要求也越来越高，成本加大。集装箱式换电站通常情况下是在装配完成后再运输至现场，因此整体尺寸较大，容易增加运输成本和运输难度。因此，集装箱式换电站具有制造周期较长、制造成本和运输成本均较高的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的集装箱式换电站具有制造周期较长、制造成本和运输成本均较高的缺陷，提供一种模块化换电站的装配方法。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种模块化换电站的装配方法，其特点在于，所述模块化换电站包括多个充电单元模块和多个立柱模块，所述充电单元模块用于对电池包进行充电，每一所述立柱模块包括间隔设置的多个立柱单元；
7.其中，所述充电单元模块和对应的多个所述立柱单元组装形成充电仓位；
8.所述装配方法包括以下步骤：
9.s10、将多个所述立柱单元间隔设置，以围绕形成用于容纳所述充电单元模块的容置区域；
10.所述模块化换电站还包括底盘单元和顶框单元，在步骤s10之后，所述装配方法还包括以下步骤：
11.s20
′
、将所述顶框单元安装至多个所述立柱单元的顶部，以使多个所述立柱模块连接在所述底盘单元和所述顶框单元之间；
12.所述立柱单元、所述底盘单元和所述顶框单元围成一框体结构，所述模块化换电站还包括外覆盖件，所述充电仓位的数量为多个，所述外覆盖件包括多个外覆盖单元；
13.所述装配方法还包括以下步骤：
14.将所述外覆盖件覆设于所述框体结构的外部，以使多个所述外覆盖单元与多个所述充电仓位一一对应设置，多个所述外覆盖单元分别连接于所述框体结构。
15.在本方案中，每个充电单元模块可单独实现对电池包的充电，实现了模块化，充电单元模块和立柱单元通过可拆卸连接能够较为方便地组装到一起，装配方法较为简单，装配效率较高，制造周期较短，有利于降低制造成本。可以根据具体需要，灵活地设置立柱单元和充电单元模块的数量，从而能够实现不同规格的充电仓位的组装。另外，充电单元模块和立柱单元可以单独运输，也可以组装到一起后再进行运输，运输成本较低。一个外覆盖单元对应一个充电仓位，当某一个或某几个电池包异常时，仅需拆除或破坏与充电仓位对应的外覆盖单元即可，能够更加方便地取出异常电池包，降低取出成本。
16.优选地，所述步骤s10包括以下步骤：
17.s101、放置所述底盘单元；
18.s102、将多个所述立柱单元间隔设置在所述底盘单元上，以围绕形成用于容纳所述充电单元模块的容置区域。
19.优选地，所述顶框单元包括多个顶框单体；
20.在步骤s20
′
之前，所述装配方法包括以下步骤：
21.将多个所述顶框单体拼接，以形成所述顶框单元；或，
22.将多个所述顶框单体焊接成一个整体，以形成所述顶框单元。
23.优选地，所述模块化换电站还包括电池转运装置，所述模块化换电站至少包括两个相对设置的充电区域，每一所述充电区域包括多组间隔设置的所述充电仓位，每组所述充电仓位包括至少一个所述充电仓位，相邻的两个所述充电区域之间形成用于容纳所述电池转运装置并供所述电池转运装置移动的滑行区域；
24.所述装配方法还包括以下步骤：
25.将所述电池转运装置移动至所述滑行区域，并使所述电池转运装置中靠近所述顶框单元的滑行部抵接于对应的所述顶框单体的侧面。
26.在本方案中，顶框单体的侧面为电池转运装置提供滑行空间或滑行轨道，使得立柱单元既能够作为主要的支撑和受力结构，还能有助于为电池转运设备提供滑行空间或滑行轨道，有利于简化模块化换电站的结构，进而有利于减少模块化换电站的制造周期和成本。
27.优选地，所述外覆盖单元转动安装于所述框体结构。
28.优选地，所述外覆盖件滑动安装于所述框体结构。
29.优选地，在步骤s10之后，所述装配方法包括以下步骤：
30.s20、将所述充电单元模块放至所述容置区域并可拆卸连接于多个所述立柱单元，以完成充电仓位的组装。
31.优选地，所述充电单元模块包括充电盘和连接器组件，所述充电盘用于容纳所述电池包，所述连接器组件用于连接于所述电池包，以对所述电池包进行充电；
32.其中，步骤s20包括：
33.s201、将所述连接器组件安装在所述充电盘上；
34.s202、将所述充电盘与所述立柱单元可拆卸连接。
35.所述充电单元模块还包括充电机模组，在步骤s201之后、步骤s202之前，所述步骤s20还包括以下步骤：
36.s2011、将所述充电机模组安装在所述充电盘内电池对应位置的上方；
37.s2012、将所述充电机模组与所述连接器组件连接，以对所述电池包进行充电。
38.在本方案中，采用上述装配顺序，在将充电盘与立柱单元连接之前，先完成充电机模组、连接器组件、充电盘的组装，使得充电单元模块先完成内部的模块化组装后再实现与立柱单元的连接，更有利于实现模块化，且更有利于提高模块化换电站的装配效率和装配可靠性。
39.优选地，所述连接器组件还包括电连接组件和冷却连接组件，所述电连接组件用于连接于所述充电机模组和所述电池包之间，所述步骤s2012包括以下步骤：
40.将所述电连接组件连接于所述充电机模组，以用于对所述电池包进行充电；
41.将所述冷却连接组件与充电仓位内的充电机模组和电池包的冷却管道连接，以对所述电池包、充电机模组进行冷却。
42.优选地，所述立柱模块包括两个相对设置的所述立柱单元，沿所述充电单元模块的宽度方向，每一所述立柱单元包括相对设置的两立柱单体，所述充电单元模块分别可拆卸连接于所述立柱单体；
43.所述模块化换电站还包括制冷系统管路；
44.其中，所述装配方法还包括以下步骤：
45.将所述制冷系统管路安装至所述立柱单体的内部，并使所述制冷系统管路连接制冷源和所述充电单元模块，以用于对充电仓内的冷却对象进行冷却。
46.在本方案中，将制冷系统管路安装至立柱单体的内部，有利于提高换电站的集成效果，有利于进一步降低模块化换电站的运输成本。制冷系统管路设置在立柱单体内，立柱单体能够对制冷系统管路起到保护作用，有利于提高模块化换电站的可靠性。
47.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
48.本发明的积极进步效果在于：
49.在该模块化换电站中，每个充电单元模块可单独实现对电池包的充电，实现了模块化，充电单元模块和立柱单元通过可拆卸连接能够较为方便地组装到一起，装配方法较为简单，装配效率较高，制造周期较短，有利于降低制造成本。可以根据具体需要，灵活地设置立柱单元和充电单元模块的数量，从而能够实现不同规格的充电仓位的组装。另外，充电单元模块和立柱单元可以单独运输，也可以组装到一起后再进行运输，运输成本较低。
附图说明
50.图1为本发明一较佳实施例的模块化换电站的结构示意图。
51.图2为本发明一较佳实施例的模块化换电站的另一结构示意图。
52.图3为本发明一较佳实施例的模块化换电站的部分结构示意图。
53.图4为图3中a部分的放大结构示意图。
54.图5为本发明一较佳实施例的模块化换电站的装配方法的流程示意图。
55.图6为本发明一较佳实施例的模块化换电站中充电单元模块的结构示意图。
56.图7为本发明一较佳实施例的模块化换电站中充电单元模块的另一结构示意图。
57.图8为本发明一较佳实施例的模块化换电站中立柱单元的结构示意图。
58.图9为本发明一较佳实施例的模块化换电站中立柱单体的结构示意图。
59.图10为本发明一较佳实施例的模块化换电站中外覆盖单元的结构示意图。
60.图11为本发明另一可替代的实施方式中外覆盖单元的结构示意图。
61.附图标记说明：
62.10外覆盖件
63.101外覆盖单元
64.102连接框
65.1021开口
66.103覆盖本体
67.20底盘单元
68.30顶框单元
69.40立柱单元
70.401安装板
71.402立柱单体
72.403加强梁
73.404第一卡合部
74.60充电单元模块
75.601充电盘
76.602连接器组件
77.603充电机模组
78.604第二卡合部
79.70紧固孔
具体实施方式
80.下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。
81.本实施例揭示一种模块化换电站的装配方法，如图1-4所示，该模块化换电站包括多个充电单元模块60和多个立柱模块，充电单元模块60用于对电池包进行充电，每一立柱模块包括间隔设置的多个立柱单元40，其中，充电单元模块60和对应的多个立柱单元40组装形成充电仓位。如图5所示，该装配方法包括以下步骤：
82.步骤s10、将多个立柱单元间隔设置，以围绕形成用于容纳充电单元模块的容置区域；
83.步骤s20、将充电单元模块放置至容置区域并可拆卸连接于多个立柱单元，以完成充电仓位的组装。
84.在本实施方式中，每个充电单元模块60可单独实现对电池包的充电，实现了模块化，充电单元模块60和立柱单元40通过可拆卸连接能够较为方便地组装到一起，装配方法较为简单，装配效率较高，制造周期较短，有利于降低制造成本。可以根据具体需要，灵活地设置立柱单元40和充电单元模块60的数量，从而能够实现不同规格的充电仓位的组装。充电单元模块60和立柱单元40可以单独运输，也可以组装到一起后再进行运输。其中，无论采用哪一种运输方式，运输的成本均较低。
85.如图3所示，在本实施方式中，充电单元模块60的数量为四个，四个充电单元模块60沿立柱单元40的高度方向间隔设置。在其他可替代的实施方式中，可以根据实际需要，将充电单元模块60的数量设置为少于四个或四个以上。
86.在本实施方式中，充电单元模块60与立柱单元40之间卡合连接。立柱单元40上设有第一卡合部404，充电单元模块60上设有第二卡合部604，第二卡合部604卡合于第一卡合部404；其中，立柱单元40和充电单元模块60的连接位置处还设有紧固孔70(如图4所示)。具体地，在本实施方式中，第一卡合部404为设置在立柱单元40的卡槽，第二卡合部604为设置在充电单元模块60上的卡扣。卡合连接的连接方式简单，且连接效率较高，使得充电单元模块60和立柱单元40之间能够较为方便、高效地实现连接。采用上述设置立柱单元40和充电单元模块60卡合连接后，再通过使一紧固件(如螺栓等)穿过紧固孔70以达到再次紧固作用，有利于提高充电仓组件的可靠性。
87.在其他可替代的实施方式中，也可将第一卡合部404设置为卡扣、将第二卡合部604设置为卡槽。
88.另外，在其他可替代的实施方式中，充电单元模块60与立柱单元40之间也可以通过螺纹连接实现可拆卸连接。
89.如图6和图7所示，充电单元模块60包括充电盘601和连接器组件602。其中，充电盘601可拆卸连接于立柱单元40上并用于容纳电池包，连接器组件602安装于充电盘601上并用于连接于电池包，以对电池包进行充电。
90.上述步骤s20包括以下步骤：
91.步骤s201、将连接器组件安装在充电盘上；
92.s202、将充电盘与立柱单元可拆卸连接。
93.其中，先将连接器组件602安装到充电盘601上，再完成充电盘601与立柱单元40的连接，采用上述装配顺序，使得连接器组件602能够较为方便地组装到充电盘601上，有利于进一步提高模块化换电站的装配效率，缩短装配或制造周期。如果先完成充电盘601与立柱单元40的连接，然后再将连接器组件602安装到充电盘601上，此时若充电盘601相对于立柱单元的高度比较高，则连接器组件602的安装便会变得较为不便，不仅影响装配效率，而且容易影响装配的可靠性。
94.实际上，充电单元模块60还包括充电机模组603(如图7所示)，充电机模组603安装于充电盘601上，并连接于连接器组件602，以对电池包进行充电。
95.在上述步骤s201之后、步骤s202之前，步骤s20还包括以下步骤：
96.步骤s2011、将充电机模组安装在充电盘内电池对应位置的上方；
97.步骤s2012、将充电机模组与连接器组件连接，以对电池包进行充电。
98.其中，采用上述装配顺序，在将充电盘601与立柱单元40连接之前，先完成充电机模组603、连接器组件602、充电盘601的组装，使得充电单元模块60先完成内部的模块化组装后再实现与立柱单元40的连接，更有利于实现模块化，且更有利于提高模块化换电站的装配效率和装配可靠性。
99.其中，连接器组件602还包括电连接组件和冷却连接组件，电连接组件连接于充电机模组603和电池包之间，以用于对电池包进行充电，冷却连接组件用于与液冷回路连接，以对电池包或充电机模组进行冷却。具体地，步骤s2012包括以下步骤：
100.将电连接组件连接于充电机模组，以用于对电池包进行充电；
101.将冷却连接组件与充电仓位内的充电机模组和电池包的冷却管道连接，以对电池包、充电机模组进行冷却。
102.如图3和图8所示，立柱模块包括两个相对设置的立柱单元40，充电单元模块60沿长度方向的两端可拆卸连接于立柱单元40上，沿充电单元模块60的宽度方向，每一立柱单元40包括相对设置的两立柱单体402，充电单元模块60分别可拆卸连接于立柱单体402。相当于每一立柱模块包括四个间隔设置的立柱单体402，立柱模块的稳定性较好，有利于提高充电仓组件的稳定性。另外，在本实施方式中，模块化换电站还包括制冷系统管路，上述装配方法还包括以下步骤：
103.将制冷系统管路安装至立柱单体的内部，并使制冷系统管路连接制冷源和充电单元模块，以用于对充电仓内的冷却对象进行冷却。
104.其中，将制冷系统管路安装至立柱单体的内部，有利于提高换电站的集成效果，有利于进一步降低模块化换电站的运输成本。制冷系统管路设置在立柱单体内，立柱单体能够对制冷系统管路起到保护作用，有利于提高模块化换电站的可靠性。
105.另外，如图3所示，每一立柱单元40还包括加强梁403，加强梁403连接在两立柱单体402之间。
106.其中，加强梁403有利于提高立柱单元40的强度和可靠性，充电仓组件应用到换电站中时，采用上述设置，有利于提高换电站的整体可靠性。
107.如图3、图8和图9所示，立柱单体402的顶部和底部均设有安装板401，安装板401上安装有用于供电池转运装置移动的轨道，且安装板401的外边缘延伸出立柱单体402的外边缘。安装板401为上述轨道提供了安装位置，另外，安装板401的设置增大了立柱单元40与其他结构连接时的接触面积，有利于提高立柱单元40与其他结构之间的连接可靠性。
108.如图7-11所示，模块化换电站还包括底盘单元20，多个立柱模块连接于底盘单元20，并设于底盘单元20的上方。其中，底盘单元20对立柱模块能够起到支撑作用，有利于保证模块化换电站的整体稳定性。上述步骤s10包括以下步骤：
109.步骤s101、放置底盘单元；
110.步骤s102、将多个立柱单元间隔设置在底盘单元上，以围绕形成用于容纳充电单元模块的容置区域。
111.另外，如图1-2所示，模块化换电站还包括顶框单元30，底盘单元20和顶框单元30相对设置，多个充电仓组件间隔设置并连接在底盘单元20和顶框单元30之间。上述步骤s10之后，上述装配方法还包括以下步骤：
112.步骤s20
′
、将顶框单元安装至多个立柱单元的顶部，以使多个立柱模块连接在底盘单元和顶框单元之间。
113.如此设置，模块化换电站包括多个模块化单元，各个模块单元较小，可在自动化流水线上生产。各个模块单元可单独运输，也可不同或相同模块单元组装后再运输，运输成本较低。
114.另外，顶框单元30包括多个顶框单体。在本实施方式中，在步骤s20
′
之前，上述装配方法包括以下步骤：
115.将多个顶框单体拼接，以形成顶框单元30。
116.在其他可替代的实施方式中，该步骤也可替换为：将多个顶框单体焊接成一个整体，以形成顶框单元30。
117.其中，单个的顶框单体尺寸小，更容易实现自动化生产，保证制作周期和质量的稳定性，拼接能够实现多个顶框单体之间的快速连接和拆卸，有利于进一步实现模块化换电站的模块化，以及进一步降低运输成本和提高组装效率。而采用上述焊接连接，则使得顶框单体之间的连接更加牢固。
118.如图1-2所示，模块化换电站还包括电池转运装置，模块化换电站至少包括两个相对设置的充电区域，每一充电区域包括多组间隔设置的充电仓位，每组充电仓组件包括至少一个充电仓位，相对设置的两个充电区域之间形成用于容纳电池转运装置并供电池转运装置移动的滑行区域。相应地，上述装配方法还包括以下步骤：
119.将电池转运装置移动至滑行区域，并使电池转运装置中靠近顶框单元的滑行部抵接于对应的顶框单体的侧面。
120.其中，顶框单体的侧面为电池转运装置提供滑行空间或滑行轨道，使得立柱单元既能够作为主要的支撑和受力结构，还能有助于为电池转运设备提供滑行空间或滑行轨道，有利于简化模块化换电站的结构，进而有利于减少模块化换电站的制造周期和成本。
121.立柱单元40与底盘单元20、顶框单元30螺纹连接。采用螺纹连接便于实现各个单元之间的不同数量的任意组合。
122.在其他可替代的实施方式中，立柱单元40与底盘单元20、顶框单元30之间也可采用焊接连接。
123.如图2所示，立柱单元40、底盘单元20和顶框单元30围成一框体结构，模块化换电站还包括外覆盖件10，外覆盖件10覆设于框体结构的外部。框体结构中与充电单元模块60的相对应的两外表面上覆设的外覆盖件10均包括多个外覆盖单元101，多个外覆盖单元101与多个充电单元模块60一一对应设置。
124.其中，一个充电单元模块60对应一个外覆盖单元101，当需要取出充电单元模块60时，仅需拆除或破坏对应的外覆盖单元101即可，取出成本较低。
125.如图9所示，外覆盖单元101包括连接框102和覆盖本体103。其中，连接框102用于连接于框体结构，连接框102具有开口1021。覆盖本体103连接于连接框102，以用于打开或关闭开口1021。
126.其中，当需要取出充电单元模块60时，操作覆盖本体103，使得覆盖本体103打开开口1021，便能够较为方便地取出充电单元模块60，而不需破坏外覆盖件10或外覆盖单元101，能够进一步降低取出成本。
127.在本实施例中，外覆盖单元101为推拉式结构，覆盖本体103相对于连接框102滑动。此时，外覆盖单元滑动安装于模块化充换单站的框体结构。其中，当需要取出充电单元模块60时，操作覆盖本体103，使得覆盖本体103相对于连接框102(对应地也相对于框体结构)滑动以打开开口1021并露出电池仓，便能够较为方便地取出充电单元模块60。另外，推拉式结构占用的空间较少，有利于降低换电站的整体占用空间。
128.在本实施例中，覆盖本体103的材质为节能玻璃。采用节能玻璃制作外覆盖单元101，既能够提高外覆盖件10的保温、隔热性能，又能够使得外覆盖件10极易打开或敲碎，方便取出充电单元模块60。
129.在其它可替代的实施方式中，也可以采用外墙保温板或其它保温材料制作外覆盖单元101。
130.需要说明的是，在其它可替代的实施方式中，也可仅使覆盖本体103由节能玻璃或外墙保温板及其它保温材料制成。
131.在另一可替代的实施方式中，如图11所示，外覆盖单元101也可设置为外推式结构，覆盖本体103相对于连接框102可转动。此时，外覆盖单元转动安装于模块化充换单站的框体结构。其中，当需要取出充电单元模块60时，操作覆盖本体103，使得覆盖本体103相对于连接框102(对应地也相对于框体结构)转动以打开开口1021并露出电池仓，便能够较为方便地取出充电单元模块60，而不需破坏外覆盖件10或外覆盖单元101。另外，外推式结构占用的空间较少，有利于降低换电站的整体占用空间。
132.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。